CN100577370C - 成型机产品取出机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种成型机产品取出机械手，包括一底座，底座上设有一双臂单驱动侧取机构、一单轴回转迎取机构以及一操控所述两机构的操作单元，通过双臂单驱动侧取机构将产品从成型机中取出，再配合单轴回转迎取机构将产品迎取并回转放置于专用的输送带上，而完成成型机中产品的取出动作，结构紧凑、操作简单，动作可靠，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械手，尤其是涉及一种用于将产品从射出成型机中取出并放置于专用的输送带上的成型机产品取出机械手。
背景技术
随着机器人应用领域的扩展，对注塑行业产生了新的革命。国内外多家单位开展了应用于射出成型机的机械手设备，为注塑行业节省劳动力、提高生产效率提供了有力支持。综合国内外市场，应用于射出成型机的机械手(简称机械手)从驱动形式上可以分为气动式和伺服式；从构型上可以分为直角三坐式和斜臂式。但目前机械手的结构尺寸都比较大，操作比较复杂，而且成本高，不利于机械手在注塑行业的普及。目前有很多的注塑零件不需要过高的取出精度，取出后放置位置要求也不高。因此有必要研制一种结构功能简单、紧凑，可靠，且成本低的机械手完成成型机中产品的取出动作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术现状而提供一种结构紧凑、操作简单、成本低的成型机产品取出机械手，将产品从成型机中取出并放置于专用的输送带上。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本成型机产品取出机械手，包括一底座，其特征是所述的底座上设有一双臂单驱动侧取机构、一单轴回转迎取机构以及一操控所述两机构的操作单元，其中：
所述的双臂单驱动侧取机构包括设置在底座上的电机、减速器、大臂、大臂驱动轴、小臂、小臂驱动轴以及环形同步带，其中大臂驱动轴与减速器的输出轴固连，大臂的一端固连在大臂驱动轴上，另一端装有小臂驱动轴，小臂驱动轴固定有小带轮，它通过环形同步带与与底座相固定的大带轮传动相连，小带轮与大带轮的传动比为2∶1，小臂的一端固定连接在小臂驱动轴上，小臂的另一端装有第一吸盘吸附装置；
所述的单轴回转迎取机构包括与底座相连接的连接板，连接板上装有轨道座，轨道座上装有电机和减速器，轨道座内设有一与减速器轴固连的驱动轴；一上部位于轨道座内的摆动座通过一伸缩导杆与该驱动轴传动相连，并在该摆动座上设有一轨道轴，轨道轴的端部装有轨道轮，该轨道轮可滑动设置在轨道座上两侧的轨道内；一连杆一端与轨道轴固连，另一端通过一连接轴与一曲柄的一端转动连接，而曲柄的另一端固定连接在所述的驱动轴上；所述的摆动座的下部位于轨道座外，其底部装有吸附产品用的吸持装置；另于所述的轨道座内装有可控制摆动座起始位置的零位开关和摆动行程的限位开关。
为实现摆动座的90°转位，所述的轨道包含有90°圆弧角的圆弧段和连续该圆弧段向外水平延伸的直线段。
所述的大臂内部还装有张紧带轮，以调节同步带的张紧度。
所述的底座和连接板上均设有罩壳，所述的操作单元设置在连接板的罩壳上。
为保证轨道轮与轨道之间的滚动摩擦，在轨道轴上设有两个轨道轮，分别装在轨道轴的两端，相对应地所述的轨道座两侧设有一对轨道，轨道座两侧端面与所述的驱动轴呈垂直关系，轨道座内有可供摆动座来回摆动的开口，并由轨道座两侧的前、后挡板将轨道遮住。
为防止摆动座摆动至极限位置时与轨道座之间产生硬性撞击，所述的轨道座内设有缓冲垫。
所述的单轴回转迎取机构中连接驱动轴和摆动座的伸缩导杆一端与驱动轴转动相连，另一端滑动连接在轴套内，轴套设在摆动座上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过双臂单驱动侧取机构将产品从成型机中取出，再配合单轴回转迎取机构将产品迎取并回转放置于专用的输送带上，而完成成型机中产品的取出动作，结构紧凑、操作简单，动作可靠，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例的外形示意图。
图2为双臂单驱动侧取机构的结构示意图。
图3为双臂单驱动侧取机构的原理示意图。
图4为单轴回转迎取机构的外形示意图。
图5为本发明实施例剖掉导轨座前端面状态时的结构示意图。
图6为导轨座的结构示意图。
图7为反映单轴回转迎取机构中的摆动座处于初始位置时的示意图。
图8为反映单轴回转迎取机构中的摆动座处于摆动过程时的示意图。
图9为反映单轴回转迎取机构中的摆动座处于摆动接近极限位置时的示意图。
图10为反映单轴回转迎取机构中的摆动座处于终了位置时的示意图。
图11为反映本发明实施例工作过程的示意图一(待机状态)。
图12为反映本发明实施例工作过程的示意图二(两机构产品交接状态)。
图13为反映本发明实施例工作过程的示意图三(交接完成状态)。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
请参照图1所示，本发明的成型机产品取出机械手主要是由一双臂单驱动侧取机构1、一单轴回转迎取机构2以及一操控上述两机构的操作单元3三大部分组成，由双臂单驱动侧取机构1完成从成型机中的产品取出，并转交给单轴回转迎取机构2，由单轴回转迎取机构2完成产品的迎取，并将产品放置于专用的输送带上，整个装置动作协调、可靠。
所述的双臂单驱动侧取机构1如图2、图3所示，它主要是由电机111、减速器110、大臂116、大臂驱动轴114、小臂103、小臂驱动轴105、同步带108以及吸盘吸附装置等构成，其中电机111、减速器110安装在一外罩有罩壳112的底座113上，大臂驱动轴114与减速器输出轴固定连接，由减速器110带动驱动轴114转动。大臂116的两端部均设计成圆弧形，大臂116的一端通过轴承固定在底座113上，大臂116的另一端与小臂驱动轴105通过轴承转动连接。大臂116设有罩壳107，内部为中空状，同步带108设置在大臂116内部，小带轮106固定在小臂驱动轴105上，大带轮115固定在底座113上，同步带108连接在小带轮106与大带轮115之间，小带轮106与大带轮115的传动比为2∶1，在大臂116内部装有张紧带轮109，同步带108通过张紧带轮109双侧张紧。小臂103与大臂116相连接的端部也设计成圆弧形，小臂103通过涨套104固定连接在小臂驱动轴105上。吸盘吸附装置装在小臂103的外伸端部，在该端部固定有一吸盘座102，吸盘座102的两端分别装有一吸盘101，吸盘101上连接有气管，通过该吸盘101可将成型机中的产品吸住后取出。
工作时，电机111通过减速器110驱动大臂116相对底座113顺时针(面向与电机轴的方向)转动x度，由于大带轮115对小带轮106的约束，小臂103将绕大臂116逆时针转动2x度，如图3所示，为等腰三角形原理，如果顶角变化始终为底角的两倍，则可保证底边始终在一条直线上。可通过涨套104调整大臂116和小臂103的初始夹角，从而调整末端运动轨迹和水平面的夹角。
再参照图4-图6所示，所述的单轴回转迎取机构主要是由电机202、减速器203、轨道座206、驱动轴217、摆动座209、曲柄220、连杆222以及吸盘212等组装构成，其中电机202与减速器203固定在一连接板201上，连接板固定连接在底座的罩壳上，减速器203的输入轴与电机202输出轴传动连接，减速器203的输出端装有法兰204。
轨道座206为一圆弧侧部为开口226的型腔结构，该开口可供摆动座209来回摆动。一对轨道225分别设置在轨道座206的前后端面上，为实现摆动座209的90°转位，该轨道225由一段90°圆弧角的圆弧段251和一段连续该圆弧段向外水平延伸的直线段252构成。前、后挡板207、205由螺钉固定在轨道座206上，用于将轨道遮住。
驱动轴217位于轨道座206的内部，它与减速器203输出轴固连在一起，与减速器203输出轴同步转动。轨道座206的前后端面竖直设置，与水平设置的驱动轴217呈垂直关系。
摆动座209的上端通过轴套215、伸缩导杆216与驱动轴217相连，它通过曲柄220、连杆222以及伸缩导杆216的共同作用，既可相对驱动轴217转动，又可相对伸缩导杆216作伸缩运动。具体是在摆动座209的上部固定有一轴套215，伸缩导杆216的一端滑动连接在该轴套215内，可相对轴套215作向内向外的直线运动，另一端则转动连接在驱动轴217上，可相对驱动轴217转动。在摆动座209的中部位置转动连接有一轨道轴214，而为了保证与轨道座206的滚动摩擦，减小摩擦力，在轨道轴214的两端装有一对轨道轮213，该轨道轮213套嵌在轨道座两侧前、后轨道225内，可沿着轨道225滑移。而轨道轮213在轨道上的滑移则是通过曲柄220、连杆222的驱动来实现的，其中曲柄220的一端固定连接在驱动轴217上，连杆222的一端固连在轨道轴214上，曲柄220和连杆222的另一端则通过一连接轴221转动连接一起。
在轨道座206内还设有根据摆动座209摆动角度来设置的开关，一个是零位开关223，设置在轨道座内对应摆动座的初始位置(零位)处，一个是限位开关218，设置在轨道座内对应摆动座设定的最大摆动行程的位置(限位)处，当摆动座209到达零位或限位位置时，触动开关，使信号返回控制板。而为了防止摆动座209在摆动过程中与轨道座206相撞击，在轨道座206内还固定有两个缓冲垫，一个是限位缓冲垫219，一个是零位缓冲垫224，以使摆动座209到达该两位置时，避免直接与轨道座206相碰，减少噪音。
摆动座209的下部位于轨道座的开口226外，在摆动座209的底部固定有一法兰210，法兰210下面固定有一吸盘座211，吸盘座211的两端分别装有一吸盘212，吸盘212上连接有气管208，通过该吸盘212可将吸附在双臂单驱动侧取机构中的吸盘上的产品吸住，连同摆动座209一起摆动，并实现90°的转位后将产品放置在专用的输送带上。
本单轴回转迎取机构的工作过程如图7-图10所示，电机202通过减速器203带动驱动轴217顺时针(面向电机轴方向)转动，在轨道座206的开始圆弧段251驱动轴217到轨道轴214的距离不变，曲柄220、连杆222和摆动座209组成了稳定的三角形，从而驱动摆动座209与驱动轴217同步顺时针转动，当从轨道圆弧段251运动到直线段252，轨道限制了摆动座209继续转动，由于曲柄220的驱动，摆动座209依靠轴套215和伸缩导杆216的导向沿轨道做直线运动，摆动座209在整个工作过程中完成了90°回转，到位后前进一个距离；反之，电机202逆时针转动，摆动座209先缩进然后与减速器203同步逆时针回转90°。
本实施例是针对摆动座实现90°的摆动转位来设计的，但根据具体需要，可通过改变轨道参数，如可将轨道的圆弧段设计成120°、150°等，这样就可实现不同角度的摆动和伸缩距离。
再参考图11所示，操作单元设置在连接板的罩壳上，它是由显示屏301、键盘302、急停开关303和断路器304等组成，负责设备通断电、参数设置和紧急停车。
本成型机产品取出机械手的工作过程如图11-图13所示，开始处于待机位置，双臂单驱动侧取机构1处于回收状态，单轴回转迎取机构2处于零位状态，工作时，小臂103伸入成型机中，单轴回转迎取机构2运动到轨道圆弧段251和直线段252交点，双臂单驱动侧取机构1小臂103末端吸附着产品到达单轴回转迎取机构吸盘212对应位置，单轴回转迎取机构2推出将产品吸附，然后双臂单驱动侧取机构1反转，单轴回转迎取机构2反转到达零位后将产品放下，如此重复工作。
Claims (10)
1、一种成型机产品取出机械手，包括一底座(113)，其特征在于：所述的底座(113)上设有一双臂单驱动侧取机构(1)、一单轴回转迎取机构(2)以及一操控所述两机构的操作单元(3)，其中：
所述的双臂单驱动侧取机构(1)包括设置在底座上的电机(111)、减速器(110)、大臂(116)、大臂驱动轴(114)、小臂(103)、小臂驱动轴(105)以及环形同步带(108)，其中大臂驱动轴(114)与减速器的输出轴固连，大臂(116)的一端固连在大臂驱动轴(114)上，另一端装有小臂驱动轴(105)，小臂驱动轴(105)固定有小带轮(106)，它通过环形同步带(108)与与底座相固定的大带轮(115)传动相连，小带轮(106)与大带轮(115)的传动比为2∶1，小臂(103)的一端固定连接在小臂驱动轴(105)上，小臂(103)的另一端装有第一吸盘吸附装置；
所述的单轴回转迎取机构，包括电机(202)、减速器(203)和与底座(113)相连接的连接板(201)，其中连接板(201)上装有轨道座(206)，轨道座(206)内设有一与减速器输出轴固连的驱动轴(217)；一上部位于轨道座(206)内的摆动座(209)通过一伸缩导杆(216)与该驱动轴(217)转动相连，并在该摆动座(209)上装有一轨道轴(214)，轨道轴(214)的端部装有轨道轮(213)，该轨道轮(213)可滑动设置在轨道座上的轨道(225)内；一连杆(222)一端与轨道轴(214)固连，另一端通过一连接轴(221)与一曲柄(220)的一端转动连接在一起，而曲柄(220)的另一端固定连接在所述的驱动轴(217)上；所述的摆动座(209)的下部位于轨道座外，其底部装有吸附产品用的吸持装置；另于所述的轨道座(206)内装有可控制摆动座起始位置的零位开关(223)和摆动行程的限位开关(218)。
2、如权利要求1所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的轨道(225)包含有90°圆弧角的圆弧段(251)和连续该圆弧段向外水平延伸的直线段(252)。
3、如权利要求1所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的大臂(116)内部装有张紧带轮(109)。
4、如权利要求1所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的底座(113)和连接板(201)上均设有罩壳，所述的操作单元(3)设置在连接板的罩壳上。
5、如权利要求1或2所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的轨道轮(213)具有两个，分别装在轨道轴(214)的两端，相对应地所述的轨道座(206)上设有一对轨道(225)，分别设置在轨道座两侧的前、后端面上，前、后端面与所述的驱动轴(217)呈垂直关系。
6、如权利要求1或2所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的轨道座(206)内设有用于防止摆动座达极限位置硬性撞击的缓冲垫(224、219)。
7、如权利要求1所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的装在小臂上的第一吸盘吸附装置主要包括有吸盘(101)，吸盘(101)装在与小臂相固定的吸盘座(102)上，吸盘上连接有气管。
8、如权利要求1所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的装在摆动座底部上的吸持装置主要包括有吸盘(212)，吸盘装在与摆动座相固定的吸盘座(211)上，吸盘上连接有气管(208)。
9、如权利要求1所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的连接驱动轴和摆动座的伸缩导杆(216)一端与驱动轴(217)转动相连，另一端滑动连接在轴套(215)内，轴套(215)设在摆动座(209)上。
10、如权利要求1所述的成型机产品取出机械手，其特征在于：所述的小臂(103)通过涨套(104)、轴承固定连接在小臂驱动轴(105)上。
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